是什么原因产生静电？怎么去除静电？

发布时间：2023-05-04 15:00:45　浏览次数：

先说下什么是静电？

静电，就是一种处于静止状态的电荷，或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上(比如人体、物品)或表面时就形成了静电，当带静电的物体接触零电位物体(比如金属大门、水龙头等各种接地物体)或与其有电位差的物体时，就会发生电荷转移，出现火花放电现象，人也会有触电的针刺感。

随着秋冬季节的到来，空气愈加干燥，人们穿着化纤衣服，产生了更多摩擦机会(皮肤与衣服、衣服与衣服之间)，也就更容易产生静电，带来意外”惊喜”。

静电产生的原因：

• 摩擦生电。由于秋冬季节天气干燥，人们在活动时皮肤与衣服以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电。
• 外部吸电。家用电器、电脑等产生的静电荷也会被人体吸收并积存起来，待机“放电”。

去除静电的方法：

1、使用加湿器

冬季静电主要是由于太干燥了，身体表面的静电荷容易积累，增加空气湿度可以有效的避免静电的积累。

2、使用防静电喷雾

静电喷雾的主要成分除了水，剩下起作用的是阳离子表面活性剂，它也被广泛运用在衣物柔顺剂中，是很安全的成分，阳离子表活可使物体表面持续亲合水分，保湿效果持久，能降低物体表面的电荷集聚。

3、使用防静电钥匙扣

静电钥匙扣相当于充当了人体与接触到的导电体之间的桥梁，帮我门有效的释放身体表面的静电，而不会有被电的感觉。

更多关于静电的知识可以到下面这篇文章中查看，希望对你有所帮助：

人体本身就有静电，加上天气干燥摩擦起的静电，保湿

静电是人们非常熟悉的一种自然现象。静电的许多功能已经应用到军工或民用产品中，如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而，静电放电ESD却又成为电子产品和设备的一种危害，造成电子产品和设备的功能紊乱甚至部件损坏。现代半导体器件的规模越来越大，工作电压越来越低，导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。ESD对于电路引起的干扰、对元器件、CMOS电路及介面电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。电子设备的ESD也开始作为电磁相容性测试的一项重要内容写入国家标准和国际标准中。

1、静电成因及其危害

静电是两种介电系数不同的物质摩擦时，正负极性的电荷分别积累在两个物体上而形成。当两个物体接触时，其中一个趋从于另一个吸引电子，因而二者会形成不同的充电电位。就人体而言，衣服与皮肤之间的摩擦发生的静电是人体带电的主要原因之一。

静电源与其它物体接触时，依据电荷中和的机理存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压。在高速电量的传送过程中，将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场。严重时，将其中物体击毁，这就是静电放电。国家标准中定义：静电放电是具有不同降低电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移（GB/T4365-1995）,一般用ESD表示。ESD会导致电子设备严重损坏或操作失常。

静电对器件造成的损坏有显性和隐性两种。隐性损坏在当时看不出来，但器件变得更脆弱，在过压、高温等条件下极易损坏。

ESD两种主要的破坏机制是：由ESD电流产生热量导致设备的热失效；由ESD感应出过高电压导致绝缘击穿。两种破坏可能在一个设备中同时发生，例如，绝缘击穿可能激发大的电流，这又进一步导致热失效。除容易造成电路损害外，静电放电也极易对电子电路造成干扰。静电放电对电子电路的干扰有两种方式。一种是传导干扰，另外一种是辐射干扰。

2、数码产品的构造及其ESD问题

现在各类数码产品的功能越来越强大，而电路板却越来越小，集成度越来越高。并都或多或少的装有部分介面用于人机交互，这样就存在着人体静电放电的ESD问题。一般数码产品中需要进行ESD防护的部位有USB介面、HDMI介面、IEEE1394介面、天线介面、VGA介面、DVI介面、按键电路、SIM卡、耳机及其他各类数据传输介面。
ESD可能造成产品工作异常、死机、甚至损坏并引起其他的安全问题。所以在产品上市之前，国内或国外检测部分都要求进行ESD和其他浪涌冲击的测试。其中接触放电需要达到±8KV，空气放电需要达到±15KV，这就对ESD的设计提出了较高的要求。

3、数码产品中ESD问题解决与防护

3、1产品的结构设计

如果将释放的静电看成是洪水的话，那么主要的解决方法与治水类似，就是“堵”和“疏”。如果我们设计的产品有一个理想的壳体是密不透风的，静电也就无从而入，当然不会有静电问题了。但实际的壳体在合盖处常有缝隙，而且许多还有金属的装饰片，所以一定要加以注意。

其一，用“堵”的方法。尽量增加壳体的厚离，即增加外壳到电路板之间的距离，或者通过一些等效方法增加壳体气隙的距离，这样可以避免或者大大减少ESD的能量强度。

通过结构的改进，可以增大外壳到内部电路之间气隙的距离，从而使ESD的能量大大减弱。根据经验，8KV的ESD在经过4mm的距离后能量一般衰减为零。

其二，用“疏”的的方法，可以用EMI油漆喷涂在壳体的内侧。EMI油漆是导电的，可以看成是一个金属的遮罩层，这样可以将经典导在壳体上；再将壳体与PCB的地连接，将静电从地导走。这样处理的方法除了可以防止静电，还能有效抑制EMI的干扰。如果有足够的空间，还可以用一个金属遮罩罩将其中的电路保护起来，金属遮罩罩再连接PCB的GND。

总之，ESD设计壳体上需要注意很多地方，首先是尽量不让ESD进入壳体内部，最大限度地减弱其进入壳体的能量。对于进入壳体内部的ESD尽量将其从GND导走，不要让其危害电路的其他部分。壳体上的金属装饰物使用时一定要小心，因为很可能带来意想不到的结果，需要特别注意。

3、2产品的PCB设计

现在产品的PCB都是高密度板，通常为4层板。随着密度的增加，趋势是使用6层板，其设计抑制都需要考虑性能与面积的平衡。一方面，越大的空间可以有更多的空间摆放元器件，同时，走线的线宽和线距越宽，对于EMI、音频、ESD等各方面性能都有好处。另一方面，数码产品设计的小巧又是趋势与需要。所以，设计时需要找到平衡点。就ESD问题而言，设计上需要注意的地方很多，尤其是关于GND佈线的设计以及线距，很有讲究。有些产品中ESD存在很大的问题，一直找不到原因，通过反復研究与实验，发现PCB设计中出现的问题。
为此，这里总结了PCB设计中应该注意的要点：

1、PCB板边（包括通孔Via边界）与其它佈线之间的距离应大于0.3mm;

2、PCB板边最好全部用GND走线包围；

3、GND与其它佈线之间的距离保持在0.2mm~0.3mm；

4、Vbat与其它佈线之间的距离保持在0.2mm～0.3mm;
5、重要的线如Reset、Clock等与其它佈线之间的距离应大于0.3mm;
6、大功率的线与其它佈线之间的距离保持在0.2mm～0.3mm；
7、不同层的GND之间应有尽可能多的通孔（VIa）相连；
8、在最后的铺地时应尽量避免尖角，有尖角应尽量使其平滑。

3、3产品的电路设计

在壳体和PCB的设计中，对ESD问题加以注意之后，ESD还会不可避免地进入到产品的内部电路中，尤其是以下一些端口：USB介面、HDMI介面、IEEE1394介面、天线介面、VGA介面、DVI介面、按键电路、SIM卡、耳机及其他各类数据传输介面，这些端口很可能将人体的静电引入内部电路中。所以，需要在这些端口中使用ESD防护器件。

以往主要使用的静电防护器件是压敏电阻和TVS器件，但这些器件普遍的缺点是回应速度太慢，放电电压不够精确，极间电容大，寿命短，电性能会因多次使用而变差。所以目前行业中普遍使用专业的“静电抑制器”来取代以往的静电防护器件。“静电抑制器”是专业解决静电问题的产品，其内部构造和工作原理比其他产品更具科学性和专业性。它由Polymer高分子材料制成，内部菱形分子以规则离散状排列，当静电电压超过该器件的触发电压时，内部分子迅速产生尖端对尖端的放电，将静电在瞬间泄放到地。它最大特点是反应速度快，非常低的极间电容，很小的漏电流，非常适合各种藉口的防护。
因为静电抑制器具有体积小、无极性、反应速度快等诸多优点，现在的设计中使用静电抑制器作为防护器件的比例越来越多，在使用时需注意以下几点：

1、将该器件尽量放置在需要保护的端口附近；

2、到GND的连线尽可能短；

3、所接GND的面积尽可能大。

ESD的问题是众多重要问题之一，在不同的电子设备中有不同的方式来避免对电路的危害。由于现在的数码产品体积小、密度大，在ESD的防护上有独到的特点。通过大量的静电测试实验证明，採用本文的设计方法处理，将起到了很好的静电防护效果。

除静电和除去静电一样吗？

Is static electricity elimination same as removing static electricity?

不，不一样的。

No, it's different.

静电多发生于物体表面的正、负电荷不平衡。除静电指的是把不平衡的正、负电荷进行中和，使其对外不显电性。

Static electricity often occurs the imbalance of positive and negative electric charge on the object surface.static electricity elimination refers to neutralize the imbalance of positive and negative charges, so that it does not show electricity.

电荷可在电导体、静电耗散体中流动，因此可以用接地的方式进行除电。机械设备、作业人员、作业台等可通过接地进行除电。常见的接地措施有：腕带、导电靴、导电垫等。

Charge can flow in an electric conductor or electrostatic dissipative body, so it can be eliminated by grounding. Therefore, Grounding is applied to mechanical equipments, operation personnel, operation stations for static elimination.Common grounding measures include wrist straps, conductive boots, and conductive pads.

电荷无法在绝缘体上流动，因此接地的方式无法消除绝缘体上的静电。常见的绝缘体除静电方式有以下三种：

The charge cannot flow on the insulator, so grounding cannot eliminate the static electricity on the insulator. There’re three common ways to eliminate static electricity from insulators:

#1 使用防静电剂

Use antistatic agents

可将防静电喷剂喷射在绝缘体表面，以形成表面导电膜，将静电荷耗散。

The antistatic spray can be sprayed on the surface of the insulator to form a surface conductive film and dissipate the static charge.

需要注意的是：其防静电效果持续性较短，且需要考虑防静电剂是否会引发生锈、变质、腐蚀等问题。

It is noted that the anti-static effect is of short duration so antistatic agent causing rust, deterioration, corrosion and other problems should be also considered.

#2 湿度管理

Humidity management

物体处于相对湿度较大的环境下，其表面会附着大量的水分子及杂质，此时物体表面呈现易导电状态。此时接地，能够有效释放静电。

When the object is in a relatively high humidity environment, a large number of water molecules and impurities will be attached to the surface, and the surface of the object will be conductive. In this case, grounding can effectively release static electricity.

需要注意的是：物体在高湿度的环境下，可能会发生凝结、锈蚀、霉变，对物体或设备造成不利影响。此外，进行大范围的湿度管理，也会增加生产成本。

It should be noted that objects in high humidity environment may occur condensation, rust, mildew, causing adverse effects on the object or equipment. In addition, large-scale humidity management will also increase production costs.

#3 使用静电消除器

The Use Of Static Eliminators

静电消除器由高压电源和放电装置组成,通过尖端高压电晕放电把空气电离为大量正、负离子，并可用气流将正、负离子输送到物体表面以中和静电，或者是将静电消除器靠近物体表面，进行静电中和。

Electrostatic eliminator consists of high voltage power supply and discharge device, A large number of positive and negative ions are created by air ionized through the tip of high voltage corona discharge and transported to the surface of the object to neutralize static electricity, or making electrostatic eliminators close to the surface of the object for electrostatic neutralization.

主要产品有：离子风棒，离子风机，离子风枪，离子风蛇，离子风嘴等。

Most main products : ion bar, ion fan, ion air gun, ionizing snake, ion air nozzle and so on.

静电消除器种类较多，品牌不同，那么，如何评价一款静电消除器的性能呢？

There’re many kinds of electrostatic eliminators in different brands. Then, how to evaluate the performance of an electrostatic eliminator?

可以从除电时间、离子平衡两个维度考量。

It can be considered from two dimensions of decharging time and ion equilibrium.

除电时间：使带电体上（充电板监测仪）静电电位减少到起始值的设定百分数（通常10%）所需要的时间。如：使充电板监测仪从±1000V电压降低到±100V时，除电所需的时间。

Decharging time: The time is referred by reducing the electrostatic potential on a charged body (charging pad monitor) to a set percentage of the starting value (usually by 10%). For example, the time required for the voltage from ±1000V to ±100V on the charging board monitor.

离子平衡：离子化静电消除器正常工作情况下，充电板监测仪测量的某一位置的电压值。

Ion balance:The voltage value at a certain position measured by the charging panel monitor under the normal operation of the electrostatic eliminator.

需要注意的是：

It should be noted as below:

1.离子平衡不好的话，可能会加剧对象物的静电危害。

If the ion balance is not good, it may aggravate the electrostatic damage of the object.

2.除电时间并不是越快越好，需要依据对象物评判。

Decharging time is not the sooner the better and should be judged according to the object.

上海安平静电专业提供静电分析、智能监控及消除的解决方案。

Shanghai Anping Static Technology Co., Ltd. provides electrostatic analysis, intelligent monitoring and electrostatic elimination solutions.

冬天这个话题

每年总能引起南北方的口水大战

你在北方的寒夜里四季如春

我在南方的艳阳里裹紧棉被

除了暖气这个极易引起南方人仇恨的过冬神器

北方人的冬天也有很多娱乐项目的

滑雪~溜冰~打雪仗~堆雪人~暖气房里吃雪糕......

无论哪一个都能令南方人啧啧称羡

不过

北方人也有北方人才能体会的痛

比如~静电，马路结冰

今天，我们就来说说静电

北方的冬天，天干气躁

静电尤其猖獗

而且无处不在，如影随形

说不定在你与客户握手时

不经意间就能体会触电的感觉

有一种谈生意谈出感情的错觉

到了晚上

如果你想看星星

不用去寒冷的户外

只需关上灯

然后把毛衣脱掉

你就能在周围看到闪烁的小星星了

还能附赠优美的乐章——噼里啪啦

如果你有一头长发及腰的秀发

早上本想梳完头美美的出门

很可能就事与愿违了

你今天的发型可能很“炫炸”

你经过了千辛万苦

终于将膨胀的头发制服

现在

终于可以出门去浪了

你怀着无比欢快的心情

畅想着今天可能发生的美好

伸向了

你出门前的最后一只拦路虎

——门把手

不过

它不会阻拦你出门

反而会在与你亲密接触时

轻轻(meng)地跟（dian）你告(yi)别（xia）

以上这些千万别引以为怪

这只是身体上的静电在作怪

静电

是一种处于静止状态的电荷

（定向移动的电荷形成电流）

当电荷聚集在某个物体上或表面时

就形成了静电

电荷有正电荷和负电荷之分

不带电的物体正负电荷数量相等

二者相互抵消，不显电性

如果物体上的正负电荷不相等

或者只具有单一属性的电荷

物体就带上了电

正电荷聚集在一起就形成正静电

负电荷聚集在一起就形成负静电

电荷不能凭空产生

也不能凭空消失

只是从某一物体转移到另一物体

那么静电又是如何产生的呢

静电的产生主要通过以下方式

其一：摩擦带电

当两个不同的物体相互接触时

就会使得一个物体失去一些电荷

如电子转移到另一个物体上使其带正电

而另一个物体得到电子而带负电

丝绸与玻璃棒摩擦过后

丝绸带有负静电，玻璃棒带有正静电

正是因为

丝绸和玻璃棒摩擦过后

玻璃棒上的部分负电荷转移到了丝绸上

玻璃棒带上了正电，丝绸带上了负电

同样的

毛皮和橡胶棒摩擦过后

毛皮带有正静电，橡胶棒带有负静电

像脱衣服、梳子梳头产生的静电就属于摩擦带电

其二：感应起电（静电感应）

当带点物体接近不带电导体时

会使导体表面的正负电荷重新分布

正负电荷分别聚集在导体两端

像电冰箱、电视机之类的电器

就容易引发感应起电

静电不仅给日常生活带来诸多不变

也会对社会经济活动造成危害

甚至造成严重安全事故

如果飞机带有静电，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作

在制药厂里，由于静电吸尘，会使药物达不到标准纯度

静电引起的火花可能会点燃某些易燃物

甚至发生爆炸

......

那怎么防止静电呢？

对付静电，我们可以采取“防”和“放”的策略

防：

一种是防止摩擦起电和感应起电

比如尽量选用纯棉的衣物

尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具

尽量远离诸如电视机、电冰箱之类的电器等

另一种是将静电给屏蔽阻隔开来：

用一个金属网罩将需要保护的设备或人与带电体间隔开

就能避免触电

这叫静电屏蔽

放：

最简单最有效的方法就是将电荷引向大地放走

比如用电器的接地插头

油罐车有接地的铁链

飞机特制的接地轮胎

加油站的消除静电按钮等等

还可以增加湿度，使局部的静电容易释放

南方空气潮湿，自带防静电属性

还有一种是尖端放电

避雷针就是尖端放电的一种应用

当带电的云层出现在建筑物上空时

会引起建筑物的静电感应

使建筑物带电

如果建筑物安装有避雷针

就能够在避雷针尖端感应出电荷

当尖端聚集大量电荷后

会将附近空气电离，电离出正负离子

与避雷针上电荷属性相异的离子被吸引到尖端，中和避雷针的电荷

与避雷针上电荷属性相同的离子被排斥到空中，与云端的电荷相中和

从而避免了建筑物被雷击

其实

握手时以及手触到金属门把手时引发的放电现象

也属于尖端放电

手上带有静电

当二者相接处时

由于接触面积很小

电荷聚集造成电压很大

从而引发尖端放电现象

当然

任何事物都有两面性

静电虽然有时候很危险

但只要摸透了它的脾气

扬长避短

也能让它为人类服务

比如

静电复印~静电印花~静电喷涂~静电植绒~静电除尘~静电分选等